一、定義降解塑料是指一類(lèi)其制品的各項性能可滿(mǎn)足使用要求,在保存期內性能不變,而使用后在自然環(huán)境條件下能降解成對環(huán)境無(wú)害的物質(zhì)的塑料,因此,它也被稱(chēng)為可環(huán)境降解塑料。
聚合物的降解是指因化學(xué)和物理因素引起的聚合的大分子錠斷裂的過(guò)程。聚合物曝露于氧,水,熱光,射線(xiàn),化學(xué)品,污染物質(zhì),機械力。昆蟲(chóng)等動(dòng)物以及微生物等環(huán)境條件下的大分子鏈斷裂的降解過(guò)程被稱(chēng)為環(huán)境降解。降解使聚合物分子量下降,聚合物材料物性降低,直到聚合物材料喪失可使用性,這種現象也被稱(chēng)為聚合物材料的老化降解。
天然聚合物和合成聚合物兩者暴露于環(huán)境條件下都會(huì )降解,但是,在相同的環(huán)境條件下,各種聚合物,尤其是合成聚合物的降解敏感性大不相同,因而,各種聚合物的可解性也各不相同,例如,聚丙烯在光氧環(huán)境條件下易于降解,而聚苯乙烯在同樣的環(huán)境條件下難于降解,聚乙烯醇在某些微生物存在的環(huán)境條件下較易于降解,而聚乙烯,聚丙烯,聚苯乙烯在同樣環(huán)境條件下難于降解。
環(huán)境降解塑料的降解過(guò)程主要涉及生物降解,光降解和化學(xué)降解,而且,這三種主要降解過(guò)程相互間具有增效,協(xié)同和連貫作用。例如,光降解與氧化物降解常同時(shí)進(jìn)行并互相促進(jìn);生物降解更易發(fā)生在光降解過(guò)程之后。
聚合物的老化降解和聚合物的穩定性有直接關(guān)系。聚合物的老化降解縮短塑料的使用壽命。為此,自塑料問(wèn)世以來(lái),科學(xué)家就致力于對這類(lèi)材料的防老化,即穩定化的研究,以制得高穩定性的聚合物材料,而目前各國的科學(xué)家也正利用聚合物的老化降解行為競相開(kāi)發(fā)環(huán)境降解塑料。
二、分類(lèi)環(huán)境降解塑料是一類(lèi)新型的塑料品種,國外開(kāi)發(fā)可環(huán)境降解的塑料始于70年代,當時(shí)主要開(kāi)發(fā)光降解塑料,目的在于解決塑料廢棄物,尤其是一次性塑料包裝制品帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題,至80年代,開(kāi)發(fā)研究轉向以生物降解塑料為主,而且,也出現了不用石油而用可再生資源,如植物淀粉和纖維素,動(dòng)物甲殼質(zhì)等為原料生產(chǎn)的生物降解塑料。另外,也開(kāi)發(fā)了用微生物發(fā)酵生產(chǎn)的生物降解塑料。一類(lèi)早已臨床應用的能為生體降解的醫用塑料,如聚乳酸也引起了人們的注意,希望能用它來(lái)解決塑料的環(huán)境污染問(wèn)題,但是,對于這類(lèi)塑料是否歸類(lèi)為環(huán)境降解塑料尚有不同見(jiàn)解,日本降解塑料研究會(huì )的意見(jiàn)認為不能歸入環(huán)境降解塑料。但從降解塑料是一類(lèi)新型塑料的角度考慮,應也可包括生體降解塑料,并不妨將將降解塑料從用途分類(lèi),分為環(huán)境(自然)降解塑料和生體(環(huán)境)降解塑料。后者已在醫學(xué)上用于手術(shù)縫合線(xiàn),人造骨骼等。
中國降解塑料的開(kāi)發(fā)研究基本與世界同步。但是,中國降解塑料的研究開(kāi)發(fā)始于農用地膜。中國是一個(gè)農業(yè)大國,地膜的消費量占世界第一位,為解決累積在農田的殘留地膜對植物根系發(fā)育造成的危害而影響作物產(chǎn)量,以及殘膜對農機機耕操作的妨礙問(wèn)題,70年代即開(kāi)始了光降解塑料地膜的研制,1990年前后,出現了淀粉填充于通用塑料的生物降解塑料,同時(shí),在光降解塑料的基礎上,開(kāi)發(fā)同時(shí)填充淀粉的兼具光降解和生物降解功能的地膜。目前各類(lèi)降解地膜正在發(fā)展中,尚處于應用示范推廣階段。近年,隨著(zhù)中國人民生活水平的提高,一次性塑料包裝制品帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題日趨嚴重,為此,也正在積極開(kāi)發(fā)用于包裝,主要是一次性包裝的降解塑料制品,如垃圾袋,購物袋,餐盒等。
三、用途降解塑料的用途主要有兩個(gè)領(lǐng)域:一是原來(lái)使用普通塑料的領(lǐng)域。在這些領(lǐng)域,使用或消費后的塑料制品難于收集回對環(huán)境造成危害,如農用地膜和一次性塑料包裝,二是以塑料代替其他材料的領(lǐng)域。在這些領(lǐng)域使用降解塑料可帶來(lái)方便,如高爾夫球場(chǎng)用球釘,熱帶雨林造林用苗木固定材料。具體應用領(lǐng)域如下:1.農林漁業(yè),地膜,保水材料,育苗缽,苗床,繩網(wǎng),農藥和農肥緩釋材料。
2.包裝業(yè),購物袋,垃圾袋,堆肥袋,一次性餐盒,方便面碗,緩沖包裝材料3.日用雜貨,一次性餐具(刀,叉,筷子)玩具,一次性手套,一次性餐布。
4.體育用品,高爾夫球場(chǎng)球釘和球座5.衛生用品,婦女衛生用品,嬰兒尿布,醫用褥墊,一次性胡刀。
6.醫藥用材,繃帶,夾子,棉簽用小棒,手套,藥物緩釋材料,以及手術(shù)縫合線(xiàn)和骨折固定材料。